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高二物理《电势与电势能》专项练习题
一、电场力的功
1、特点:电场力做功与路径无关,只与初末位置有关。
2、计算方法(1)由公式W=qE·d(d为电荷初末位置在电场方向上的位移)
(2)由公式(为电荷初末位置A→B间电势差,注意下标的使用)
(3)由电场力做功和电势能的变化的关系:分别是电荷电场中A、B两点的电势能)
(4)由动能定理:
二、电势能
1.电势能:电荷在电场中由其相对位置决定的能(类似重力势能)
2.电荷在电场中某点的电势能等于电荷从这点移到零电势能点(通常选大地或无限远处)过程中电场力做的功。EPA=WA→∞
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加;电场力不做功,电势能不变。
3.比较电势能的大小
(1)场电荷判断法
①离场正电荷越近,检验正电荷的电势能越大;检验负电荷的电势能越小.
②离场负电荷越近,检验正电荷的电势能越小;检验负电荷的电势能越大.
(2)电场线法
①正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大.
②负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小.
(3)做功判断法
无论正、负电荷,电场力做正功,电荷从电势能较大的地方移向电势能较小的地方,反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方.
三、电势
1.定义: EPA为试探电荷在该点A的电势能,q为电荷量,可以带符号运算。
2.单位:伏特V,1V=1J/C
3.电势是标量,有正负,但没有方向。规定大地或无限远电势为零。
4.物理意义:描述电场能的特性,由场源电荷量和相对位置来决定,与是否放试探电荷无关。
5.电势高低判断的三种方法
(1)根据公式计算:,带符号代入运算。
(2)沿着电场线的方向电势是降低的,逆着电场线方向电势是升高的。
(3)将WAB和q带符号代入,根据UAB的正负判断A、B两点电势的高低,UAB=A-B。若UAB0,则AB;若UAB=0,则A=B;若UAB0则AB。
四、等势面
1、定义:电场中电势相等的点构成的面叫等势面。
2、等势面与电场线的关系
(1)电场线总是与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面。
(2)电场线越密的地方,等势面也越密集。
(3)沿等势面移动电荷,电场力不做功,沿电场线移动电荷,正电荷电场力做正功,负电荷电场力做负功。
(4)电场线和等势面都是人们虚拟出来形象描述电场的工具
(5)实际中测量等电势点较容易,所以往往通过描绘等势线来确定电场线。
五、电势差
1.定义:,与零电势点的选取无关。
2.与电场力做功的关系:(任何电场成立,可带符号运算)
3. 在匀强电场中电势差与电场强度的关系:
(1)电场强度等于沿电场线单位距离上的电势差
(2)公式E=U/d,U是指两点间的电势差,d是指这两点间沿电场线方向的距离,或者相邻等势面间的
距离,因此电场强度是电势降落最快的方向。
(3)U=Ed只适用匀强电场的计算,对非匀强场可以用来定性分析,如非匀强电场中各相邻的等势面的电势差一定时,E越大处,d越小,即等势面而越密集。
(4)匀强电场中相互平行的方向上相等的距离上电势降落相等。
六、练习
1.一个电容器,带了电量Q后,两极板电势差为U,若它带的电量减少Q/2,则 ( )
A.电容为原来的1/2,两极板电压不变 B.电容为原来2倍,两极板电压不变
C.电容不变,两极板电压是原来的1/2 D.电容不变,两极板电压是原来的2倍
2.下列说法正确的有 ( )
A.把两个同种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加
B.把两个同种点电荷间的距离减小一些,电荷的电势能一定增加
C.把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定增加
D.把两个异种点电荷间的距离增大一些,电荷的电势能一定减小
3.关于电场线和等势面,正确的说法是 ( )
A.电场中电势越高的地方,等势面越密 B.电场中场强越大的地方,电场线越密
C.没有电场线的地方,场强为零 D.电场线和等势面一定垂直
4.某带电粒子仅在电场力作用下由A点运动到B点,电场线、粒子在A点的初速度及运动轨迹如图所示,可以判定 ( )
A.粒子在A点的加速度大于它在B点的加速度
B.粒子在A点的动能小于它在B点的动能
C.粒子在A点的电势能小于它在B点的电势能
D.A点的电势高于B点的电势
5.如图所示,Q是带正电的点电荷,P1和P2为其电场中的两点,若E1、E2为P1、P2两点的电场强度的大小,φ1、φ2为P1、P2两点的电势,则 (
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